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专利名称：一种金属板材的电磁声发射无损探伤装置的制作方法
技术领域：
本发明是一种声发射检测方法，具体地说就是一种利用蛇形线圈在金属板中激励声发射信号进行无损探伤的方法。
背景技术：
随 着制造技术的发展，要求材料在高温、高压、高速度和高负荷下有很好的性能和可靠性，这使得传统的探伤很难满足无损探伤检测的检测速度和检测灵敏度需求，声发射技术以其高灵敏性和动态监测特性成为重要设备和大型设备的有效检测技术。如何将电磁检测技术和声发射技术相结合，以在保持声发射技术优点的前提下降低信号处理的难度和复杂度，以适于实际的工业应用，成为一个重要的研究方向。

发明内容
本发明所要解决的技术问题是，使用蛇形线圈在缺陷(铁磁材料的金属薄板裂纹型表面缺陷)处激发声发射信号，从而实现对活动缺陷、局部闭合缺陷和微细裂纹的检测。蛇形线圈的激励电流自O至最大幅值，以等差数列的形式分布，通过分析声发射信号与不用激励电流的关系对缺陷进行判定。本发明采用的技术方案是信号产生器(2)，功率放大装置(3)，阻抗匹配器，蛇形线圈(4)，蛇形线圈式信号接收探头。信号产生器(2)由一个单片机组成的控制回路和一个DDS芯片组成的信号回路组成，为后面的功率放大装置(3)提供频率准确的驱动端高频脉冲输入信号。功率放大装置(3)为一个D类全桥逆变功率放大器，为后面的变压器提供低畸变的交变电压，经变压器放大的交变电压通过阻抗匹配器为蛇形线圈提供能量。蛇形线圈(4)，为使用印刷电路板技术在电路板上制作蛇形线圈，使用永磁体提高声发射效应，在接触面上覆盖一层耐磨的复合材料。蛇形线圈式信号接收探头采用和蛇形线圈(4)相同的结构。


图I是本发明的整体结构框图；图2是信号产生器原理图；图3是优化设计后的功率放大装置；图4是蛇形线圈的原理图。
具体实施例方式下面结合实例和附图对蛇形线圈的声发射检测方法作出详细说明。如图I所示，将220v的交流电经过整流实现190v的直流输出给功率放大装置
(3)，通过信号产生器(2)控制功率放大装置(3)将其逆变为方波电压，经变压器升压后，成为阻抗匹配器的输入电压。蛇形线圈经阻抗匹配器进行阻抗匹配后为变压器的负载。加载到蛇形线圈(4)的方波脉冲在金属板上激发涡流产生声发射信号，蛇形线圈式信号接收探头采集信号并输出到前置放大器，实现涡流激励声发射信号。如图2所示，来自键盘或者电脑的信号经单片机接收后转为DDS芯片的控制信号实现稳定的高频控制信号输出来驱动功率放大装置(3)。如图3所示，一个D类全桥逆变功率放大装置通过Q1、Q2、Q3和Q4的交替开通和关断将190V直流逆变为交变电压，为后面的变压器提供低畸变的交变电压，经变压器放大的交变电压通过阻抗匹配器为蛇形线圈式信号接收探头提供能量。如图4所示，蛇形线圈式信号接收探头为使用印刷电路板技术在电路板上制作蛇形线圈，使用永磁体提高声发射效应，在接触面上覆盖一层耐磨的复合材料。本发明的实质性特点是加载到线圈的电压波形为方波脉冲。 本发明的实质优点是脉冲激励下，缺陷处的声发射信号会包含更多的缺陷信息，可以提1 对缺陷综合状态的检测能力。
权利要求
1.一种金属板材的电磁声发射无损探伤装置，其特征在于设置有信号产生器(2)，功率放大装置(3)，阻抗匹配器，蛇形线圈(4)，蛇形线圈式信号接收探头。
2.根据权利要求I一种金属材料的声发射检测装置，其特征还在于，将220v的交流电经过整流实现190v的直流输出给功率放大装置(3)，通过信号产生器(2)控制功率放大装置(3)将其逆变为交 流电压，经变压器升压后，成为阻抗匹配器的输入电压；蛇形线圈进行阻抗匹配后为变压器的负载；加载到蛇形线圈(4)的方波脉冲在金属板上激发涡流产生声发射信号，使用蛇形线圈采集信号并输出到前置放大器，实现涡流激励声发射信号。
3.根据权利要求I所述的一种金属材料的声发射检测装置，其特征还在于，蛇形线圈的声发射检测方法的激励电流自起点至最大幅值，以等差数列的形式分布，通过分析声发射信号与不用激励电流的关系对缺陷进行判定。
4.根据权利要求I所述的一种金属材料的声发射检测装置，其特征还在于，一个D类全桥逆变功率放大装置通过Q1、Q2、Q3和Q4的交替开通和关断将190V直流逆变为交变电压，为后面的变压器提供低畸变的交变电压，经变压器放大的交变电压通过阻抗匹配器为蛇形线圈的声发射检测方法提供能量。
全文摘要
本发明是一种金属板材的电磁声发射无损探伤装置，包括有信号产生器，功率放大装置，阻抗匹配器，蛇形线圈，蛇形线圈式信号接收探头。本发明使用蛇形线圈，可以在缺陷(铁磁材料的金属薄板裂纹型表面缺陷)处激发声发射信号，从而实现缺陷的无损探测和评估。将蛇形线圈布置在需复检和重点检测区域的上方，通以高频高幅值的脉冲方波激励电压，通过能量聚焦的激励电压在待检测区域上激发高能涡流，利用铁磁材料的磁致伸缩力和洛伦兹力激发缺陷自身发出声发射信号实现缺陷的无损探测和评估，此装置可以有效地提高声发射技术对活动缺陷、局部闭合缺陷和微细裂纹的检测能力，具有良好的工业应用价值。
文档编号G01N27/90GK102928503SQ20121041383
公开日2013年2月13日 申请日期2012年10月24日 优先权日2012年10月24日
发明者金亮, 李劲松 申请人:天津工业大学